某中醫院醫療救護站通風與空調設計

1 工程概況

該工程為北方某中醫院遷建項目，總建筑面積53 000.0 m2，人防建筑面積9 865.5 m2，其中醫療救護站防護面積1 388.0 m2。醫療救護站設于地下1層，層高3.9 m，平時作為地下汽車庫，戰時則為人防救護站，掩蔽人數145人，包含一個人防移動式柴油電站。

當遭受大規模空襲后，尤其是核生化武器襲擊，大批傷員需要搶救和治療。醫療救護站作為戰時救治傷員的場所，需要在短時間內對大量傷員進行分類、診治和護理。因此，在保證戰時防護的前提下，滿足戰時醫療救護工作的需要，將醫療救護站劃分為2個不同功能的密閉區域，見圖1。

圖1 人防救護站平面圖

1) 第一密閉區設置。第一密閉區設在第一防毒通道與清潔區之間，由分類急救部、第二防毒通道和洗消間組成。分類急救部包括分類廳、急救觀察室、診療室、污物間、衛生間和盥洗室等。分類廳與主要出入口的第一防毒通道之間設防護密閉門[1]7。其中分類急救部作為戰時對傷員進行收容分類、補充急救和應急處理的場所，相當于醫院的急診室，允許有輕微的染毒，故其工作狀態隨著室外條件和通風方式有所不同。

2) 第二密閉區設置。第二密閉區位于第一密閉區之后,屬于清潔區，第一密閉區與第二密閉區通過第二防毒通道連通，人員通過第二防毒通道進入清潔區。該區域相當于醫院的住院部，設有醫技部、手術部、護理單元和保障用房等。

2 戰時通風系統

2.1 通風方式

為了保障戰時醫療救護站通風功能的需要，設清潔通風、濾毒通風和隔絕防護時的內循環通風3種方式。清潔通風是指通過風井、消波設施、送風機把室外未受污染的空氣送入工程內部，將室內產生的CO2稀釋至規范要求的容許濃度以下。同時，采用排風機把室內產生的有害氣體和污濁氣體直接排至室外。

濾毒通風是指戰時室外遭受襲擊，空氣已經被污染或染毒的情況下，通過過濾吸收設備濾毒后將空氣送入室內。同時設全超壓排風，由第二防毒通道依次通過檢查穿衣室、淋浴室、脫衣室、第一防毒通道、擴散室和防爆波活門排至室外。

隔絕防護時的內循環通風是指室外大面積起火，CO、CO2氣體濃度較高，吸收過濾器未能吸收，或者敵方釋放毒氣種類未查明，或者吸收過濾器損壞時，室內外完全隔絕，房間內部空氣通過風機內循環的通風方式。

2.2 通風量計算

2.2.1清潔通風

依據RFJ 005—2011《人民防空醫療救護工程設計標準》第4.2.2條規定，清潔通風室內人員新風量取20 m3/(人·h)[1]16。清潔通風室內人員所需新風量按式(1)計算：

Lq=nL1

(1)

式中Lq為清潔通風掩蔽人員所需新風量，m3/h；n為室內掩蔽人員數量，人；L1為清潔通風掩蔽人員設計新風量，m3/(人·h)。

經計算Lq=2 900 m3/h。戰時清潔通風時，某些排風房間設負壓排風，如手術室、廁所、盥洗室等房間，排風換氣次數按RFJ 005—2011《人民防空醫療救護工程設計標準》表4.3.8[1]18確定，經計算總排風量Lp=7 300 m3/h，大于Lq。當Lp大于清潔通風室內人員計算新風量時，清潔通風設計新風量應按總排風量的1.05～1.10倍確定[1]18，故清潔通風新風量Lq=7 884 m3/h。

2.2.2濾毒通風

依據RFJ 005—2011《人民防空醫療救護工程設計標準》第4.2.2條規定，濾毒通風室內人員新風量取7 m3/(人·h)[1]16。濾毒通風室內人員所需新風量按式(2)計算：

LR=nL2

(2)

式中LR為濾毒通風掩蔽人員所需新風量，m3/h；L2為濾毒通風掩蔽人員設計新風量，m3/(人·h)。

經計算LR為1 015 m3/h。

依據RFJ 005—2011《人民防空醫療救護工程設計標準》第4.2.4條規定，人員主要出入口最小防毒通道的通風換氣次數不小于50 h-1[1]16。濾毒通風室內人員所需新風量按式(3)計算：

LR=VFKH+Lf

(3)

式中VF為最小防毒通道體積，m3；KH為人員主要出入口最小防毒通道的換氣次數，h-1；Lf為室內保持超壓時的漏風量，m3/h，按清潔區有效容積的4%(每小時)計算。

經計算LR=2 085.2 m3/h。

依據RFJ 005—2011《人民防空醫療救護工程設計標準》第4.2.4條規定，第一密閉區分類廳的通風換氣次數不小于40 h-1[1]16。濾毒通風室內人員所需新風量按式(4)計算：

LR=V1N

(4)

式中V1為第一密閉區分類廳容積，m3；N為第一密閉區分類廳的通風換氣次數，h-1。

經計算LR=5 400 m3/h。

綜上所述，濾毒通風時掩蔽人員所需新風量應為三者中的最大值，故濾毒通風時掩蔽人員所需的新風量LR=5 400 m3/h。

2.2.3隔絕防護時間校核

隔絕防護時的內循環通風是室內空氣循環流動，需滿足隔絕防護時間不短于6 h，室內CO2體積分數不大于2.0%。隔絕防護時間按下式計算：

(5)

式中τ為隔絕防護時間，h；V0為人防工程內清潔區的容積，m3；C為人防工程內CO2容許的體積分數，取2.0%；C0為隔絕防護前人防工程內CO2初始體積分數，取15%；C1為清潔區內每人每小時呼出的CO2量，L/(人·h)，取20 L/(人·h)。

經計算τ=21.5 h>6 h，滿足規范要求。

2.3 戰時進、排風口部通風原理

醫療救護站戰時送排風與二類人員掩蔽所送排風有所不同。醫療救護站送風系統不但要滿足室內掩蔽人員新風量要求，而且還要對室內空氣進行溫濕度處理，達到室內空氣舒適性和醫療衛生要求。經過處理后的新風，通過送風管道送入第一、二密閉區的功能房間。新風機組設在戰時新風機房內，新風系統由粗效過濾器、中效過濾器、風管和消聲設備等組成。戰時清潔通風系統新風依次經由風井、消波設施、油網濾塵器、送風機、密閉閥等防護通風設備進入新風機組，同時關閉密閉閥M3、M4。戰時濾毒通風系統新風依次經由風井、消波設施、油網濾塵器、過濾吸收器、送風機、密閉閥等防護通風設備進入新風機組,同時關閉密閉閥M1、M2。由于清潔通風和濾毒通風新風量和壓力損失相差較大，因此分別設1臺新風機組和與之相對應的送風機，保證新風通過新風管道送入各空調房間。送風管道穿越第一密閉區與第二密閉區的隔墻處設密閉閥門。手術室設置獨立排風系統，新風量按換氣次數15 h-1[1]17計算，排風量按換氣次數12 h-1計算。將手術室內的空氣通過擴散室、防爆波活門排至室外，使手術室內維持微正壓狀態，防止污染區的有毒或者受污染氣體進入手術區。另外，洗滌消毒室、檢驗室、X線室、制劑室、衛生間、分類廳和水泵房等設備用房設排風系統，總送風量小于總排風量，使以上房間保持負壓狀態。計算濾毒通風量時，不但要考慮分類廳換氣次數不小于40 h-1，同時要校核最小防毒通道換氣次數不小于50 h-1和清潔區超壓值不小于50 Pa。進、排風口部通風原理圖見圖2、3。

圖2 醫療救護站進風口部通風原理圖

圖3 醫療救護站排風口部通風原理圖

3 戰時空調系統

3.1 室內外設計參數

該工程醫療救護站設置集中空調系統，滿足戰時空調房間使用要求。室內設計參數如表1所示。

表1 戰時室內空氣溫濕度及衛生標準[1]17

參考GB 50736—2012《民用建筑供暖通風與空氣調節設計規范》附錄A室外空氣計算參數[2]，該項目參照西安地區的室外空氣計算參數：供暖室外計算溫度-3.4 ℃，冬季通風室外計算溫度-0.1 ℃，冬季空氣調節室外計算溫度-5.7 ℃，夏季空氣調節室外計算干球溫度35.0 ℃，夏季空氣調節室外計算濕球溫度25.8 ℃，夏季通風室外計算溫度30.6 ℃。

3.2 空調系統形式及冷熱源

3.2.1空調系統形式

因為戰時醫療救護站功能房間較多，室內溫濕度要求不同，空調末端采用風機盤管+新風空調系統的形式，新風由送風管道送入室內各個空調房間。空調房間新風與風機盤管送風分別送入空調房間。新風由新風機組從室外狀態點W處理到室內狀態點N的等焓線與100%相對濕度線的交點L1(即室內狀態點N的露點)后送入空調房間；風機盤管機組則把室內空氣從狀態點N處理到機組出風狀態點L2后送入室內，進入空調房間后沿室內熱濕比線變到狀態點N1，在空調房間中，狀態點L1的新風與狀態點N1的空氣混合到室內狀態點N。由于室外新風處理到室內空氣等焓線，新風不承擔室內冷負荷，只承擔全部新風冷負荷，室內冷負荷則全部由風機盤管承擔。夏季新風與風機盤管空氣處理過程如圖4所示。

圖4 夏季新風與風機盤管空氣處理過程

3.2.2冷熱源

在戰時狀態下，集中空調系統冷熱源作為重要的被防護設施，為避免遭受破壞，需設在地下室，而人防工程內部無水源。因此，采用空氣源熱泵機組作為冷熱源，夏季提供供/回水溫度為7 ℃/12 ℃的空調冷水，冬季提供供/回水溫度為65 ℃/50 ℃的空調熱水。機組自帶循環水泵，設在室外機防護室內。由于地下空間有限，為了盡可能多地設置清潔區供掩蔽人員使用，把空氣源熱泵機組設在與柴油發電機房相鄰的室外機防護室內，這樣可以與移動式柴油發電機房共用防護設施，減少占用掩蔽面積。

經冷熱負荷計算，該醫療救護站總冷負荷為105.5 kW，單位面積冷負荷為76.0 W/m2，總熱負荷為82.3 kW，單位面積熱負荷為59.3 W/m2。該工程雖處在寒冷地區，室外氣溫較低，但該工程設在地下室，無太陽輻射得熱量，圍護結構耗熱量全年基本恒定，空調系統負荷相對較少。且該工程地處北方，空氣相對干燥，根據人防工程襯砌散濕量實驗結果計算，防水性能較好的工程，散濕量按0.5 g/(m2·h)計算，對于全天在人防工程中生活的人員，平均人為散濕量為30 g/h[3]254，因此濕負荷也相對較少。并且選用的空氣源熱泵機組制冷系數COP不小于3.0[4]，有較高的能效比，能滿足室內設計溫度要求。

3.3 室外機防護室通風設計及冷熱源防護

3.3.1通風設計

借用柴油發電機房送排風設施對空氣源熱泵機組排熱冷卻，設獨立的送排風系統，與移動電站通風系統互不干擾。該醫療救護站選用1組空氣源熱泵機組，排風量為16 056 m3/h。為了將空調室外機散熱量及時排至室外，設1臺風量為20 500 m3/h的排風機，同時設1臺風量為18 856 m3/h的送風機，送風量不小于排風量的80%。由室外引入新風補充風量，保持室外機防護室負壓狀態。需要注意的是室外進風需要設油網濾塵器，其數量需要根據移動式柴油電站送風量和室外機防護室送風量之和來確定。

3.3.2冷熱源防護

醫療救護站作為戰時救治傷員的重要場所，需要保證室內連續穩定的空調環境，為了免受空襲破壞，冷熱源設在室外機防護室內，設置相應防護設施，室外的進排風風井，應做防倒塌設計，土建專業應引起重視。進風系統依次由送風井、防爆波活門、進風擴散室、除塵室、集氣室組成；排風系統依次由排風井、防爆波活門、排風擴散室組成。室外機防護室可通過防護密閉門或防毒通道進入清潔區。人防移動電站及室外機防護室通風布置平面圖見圖5。

1.超壓排氣活門；2.密閉閥；3.70 ℃防火風口；4.單層百葉風口；5.送風機；6、7.排風機；8.氣密測量管；9.油網濾塵器。圖5 人防移動電站及室外機防護室通風布置平面圖

4 其他注意事項

1) 分類廳面積不小于40 m2，人防凈高不小于2.6 m，為了滿足在濾毒通風時換氣次數40 h-1的要求，在滿足戰時使用的前提下，分類廳的容積不宜過大[1]52-53。

2) 風管穿越第一密閉區與第二密閉區隔墻時，應在隔墻上設預埋套管進行密閉處理，兩邊各設手動密閉閥，清潔和濾毒通風時打開，隔絕防護時內循環通風關閉。在穿過人防圍護結構處應采取可靠的防護密閉措施，并應在圍護結構的內側設置工作壓力不小于1.0 MPa的閥門[3]117。

3) 人防工程內功能房間有噪聲要求，需要給傷員提供舒適的環境，應采取消聲降噪的措施。主風管風速4～7 m/s，支管風速2～3 m/s，出機房主風管處可設消聲器[2]。機房內選用低噪聲設備，設備吊支架采取減振措施。

5 結論

1) 醫療救護站戰時清潔通風量按室內人員新風量計算，同時按清潔設計新風量為室內總排風量的1.05～1.10倍計算，兩者取大值；戰時濾毒通風量按室內人員新風量計算，同時按人員主要出入口最小防毒通道的通風換氣次數不小于50 h-1計算，還要按第一密閉區分類廳的通風換氣次數不小于40 h-1計算，三者取大值。

2) 人防救護工程作為戰時對傷員進行早期救治的工作場所，不僅要滿足戰時防護設計和通風設計，還要考慮室內溫濕度要求。針對該項目實際情況，末端采用風機盤管+新風空調系統，冷熱源采用空氣源熱泵機組，夏季制冷、冬季制熱。該空調系統布置靈活，能進行局部區域的溫度控制，且操作簡單、容易控制。由于機組分散，日常維修工作量大，對施工要求嚴格。因此，空氣源熱泵機組無需冷卻水系統，比較適合工程內部無水源的情況，防護簡單易行，初投資也相對較小。

3) 室外機防護室通風既可以與人防移動式柴油電站合用通風系統，也可以中間設隔墻分開設置獨立通風系統，風管穿越隔墻處需設70 ℃防火閥。